【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氧化物材料制備，特別涉及一種鈦酸釤鉍及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鈦酸鉍bi4ti3o12(bto)是一種鉍層狀結構壓電材料，其結構由氧化鉍層(bi2o2)2+和類鈣鈦礦層(bi2ti3o10)12-交替排列而成，具有介電常數低、溫度穩定性好等優點，在高溫高頻領域有很好的應用前景。bto樣品在高溫制備過程中，bi3+離子易揮發形成氧空位，造成材料的鐵電性能下降無法滿足實際應用的需要。為了提高材料的介電性能和鐵電等性能，研究人員對影響bi4ti3o12性能的諸多因素包括制備工藝、襯底材料選擇、電極材料、退火溫度、摻雜元素及摻雜量等進行了廣泛研究。
2、另外，研究還發現了bto具有光催化作用，在層狀鈣鈦礦bto中，類鈣鈦礦塊層沿著c軸與(bi2o2)2+層交錯，并且可以在它們之間形成內部電場，ti-o-ti的結合角約為180°。這種結構有利于減少電荷載流子的復合，有助于有機污染物的光催化氧化。然而，純bto的光催化活性較低，需要提高bto的活性才能滿足應用的需要。提高樣品光催化活性主要通過以下兩個方面：(1)采用摻雜的方面提高樣品的活性；(2)增加樣品的表面積。
3、因此，開發一種新的基于a位摻雜的鈦酸鉍具有重要意義。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術中純bi4ti3o12的光催化特性較低的問題，提供一種a位摻雜制備薄型bi4-xsmxti3o12(bsto)粉末樣品方法。通過提高樣品的體表面積來提高
2、為了解決上述技術問題，本專利技術公開了一種鈦酸釤鉍(bsto)，所述鈦酸釤鉍為a位釤摻雜的鈦酸鉍；所述鈦酸釤鉍的化學通式為bi4-xsmxti3o12；
3、優選的，所述鈦酸釤鉍的化學式為bi3smti3o12。
4、本專利技術還提供bsto的制備方法，具體步驟為：
5、s1.將五水合硝酸鉍、六水合硝酸釤和鈦酸四丁酯溶于稀硝酸中得到混合液；
6、s2.向s1得到的混合液中滴加氫氧化鈉溶液，得到白色懸浮液；
7、s3.將s2得到的白色懸浮液在反應釜中水熱反應45～50h；
8、s4.待s3反應結束后冷卻至室溫，取出懸浮液，經過濾、洗滌、烘干和研磨后得到所述鈦酸釤鉍。
9、其中，所述s1中，五水合硝酸鉍、六水合硝酸釤和鈦酸四丁酯的質量比為(3～4)：1：(2～3)；所述稀硝酸的濃度為1～3mol/l。
10、優選的，所述s1中，五水合硝酸鉍、六水合硝酸釤和鈦酸四丁酯的質量比為3.3：1：2.3；所述稀硝酸的濃度為2mol/l。
11、其中，所述s2中，氫氧化鈉溶液的濃度為4～6mol/l。
12、優選的，所述s2中，氫氧化鈉溶液的濃度為5mol/l；
13、更優選的，所述氫氧化鈉溶液和稀硝酸的體積比為1：(1～2)。
14、其中，所述s3中，反應釜的裝填率為68～72％，水熱反應的溫度為200～240℃；
15、優選的，所述s3中，反應釜的裝填率為70％，水熱反應的溫度為220℃。
16、其中，所述s4中，烘干的過程中溫度控制在60～80℃，時間控制在10～15h；
17、優選的，所述s4中，烘干的過程中溫度控制在70℃，時間控制在12h。
18、具體的，在本專利技術的一些實施例中，通過a位摻sm得到bi3smti3o12并用于羅丹明b光催化降解，在可見光照射90min后，對羅丹明b的降解率約為95％；降解效率相較于未摻雜的明顯提高了。
19、有益效果：本專利技術制備得到的bsto通過在a位進行sm摻雜改變了樣品表面激活能；本專利技術采用的制備方法得到的bsto晶粒厚度極小，增大了表面積，使得光催化效率得到了提升；本專利技術采用的制備方法降低了材料的制備溫度，為工業化生產提供了一種可能性。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種鈦酸釤鉍，其特征在于，所述鈦酸釤鉍為A位釤摻雜的鈦酸鉍；所述鈦酸釤鉍的化學通式為Bi4-xSmxTi3O12。
2.根據權利要求1所述的鈦酸釤鉍，其特征在于，所述鈦酸釤鉍的化學式為Bi3SmTi3O12。
3.如權利要求1所述的鈦酸釤鉍的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述S1中，五水合硝酸鉍、六水合硝酸釤和鈦酸四丁酯的質量比為(3～4)：1：(2～3)；所述稀硝酸的濃度為1～3mol/L。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述S2中，氫氧化鈉溶液的濃度為4～6mol/L。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述S3中，反應釜的裝填率為68～72％，水熱反應的溫度為200～240℃。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述S4中，烘干的過程中溫度控制在60～80℃，時間控制在10～15h。
8.如權利要求1或2所述的鈦酸釤鉍在光催化領域中的應用。
【技術特征摘要】
1.一種鈦酸釤鉍，其特征在于，所述鈦酸釤鉍為a位釤摻雜的鈦酸鉍；所述鈦酸釤鉍的化學通式為bi4-xsmxti3o12。
2.根據權利要求1所述的鈦酸釤鉍，其特征在于，所述鈦酸釤鉍的化學式為bi3smti3o12。
3.如權利要求1所述的鈦酸釤鉍的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述s1中，五水合硝酸鉍、六水合硝酸釤和鈦酸四丁酯的質量比為(3～4)：1：(2～3)；所述稀硝酸的濃度...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。